Analiza termiczna mieszanek gumowych stosowanych do wyrobu taśm przenośnikowych dla górnictwa

• Autorzy: Wachowicz J. , Wypior K.

Warianty tytułu

EN

Thermal analysis of rubber mixtures used in conveyor belts manufactured for mining

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono analizę termiczną próbek gumy wykonanych z kauczuków: butadienowo-styrenowego, nitrylowego i chloroprenowego. Analiza obejmowała badania derywatograficzne i różnicowej kalorymetrii skaningowej w atmosferze tlenu oraz azotu. Na podstawie uzyskanych wyników opisano poszczególne etapy rozkładu termicznego próbek podczas ich ogrzewania. Stwierdzono, że przebieg krzywych derywatograficznych zależy od rodzaju kauczuku zastosowanego do sporządzania gumy i zawartości związków chemicznych stanowiących środki uniepalniające. Guma wykonana na bazie kauczuku styrenowo-butadienowego (próbka A), nie zawierała w swym składzie dodatków uniepalniających i charakteryzowała się niskoenergetycznym, początkowym etapem rozkładu termicznego, natomiast kolejne etapy wiązały się z wydzieleniem dużej ilości ciepła. Pozostałe próbki charakteryzowały się wyraźnym egzotermicznym charakterem pierwszego etapu rozkładu termicznego, natomiast drugi etap był zwykle niskoenergetyczny, na co niewątpliwie miały wpływ dodatki uniepalniające. W trzecim etapie rozkładu, działanie dodatków uniepalniających było już znacznie osłabione, stąd wyraźnie egzotermiczny charakter tego etapu. Dodatek substancji uniepalniających do kauczuku, który bez ich zastosowania może łatwo ulegać zapaleniu, spowodował obniżenie energii cieplnej wydzielanej w drugim etapie rozkładu termicznego. Zaobserwowano również znaczne poszerzenia zakresu temperatury, w której zachodził rozkład badanych próbek. Była to temperatura bliska 900°C. Podobne wnioski można wyciągnąć, analizując wyniki badań wykonanych techniką DSC. Reasumując należy stwierdzić, że w przypadku badanych materiałów stwierdzono wyraźny wpływ składu chemicznego gum (głównie dodatków uniepalniających) na przebieg rozkładu termicznego. Dodatki te powodują zmniejszenie szybkości rozkładu termicznego. Ponadto wzrost zawartości dodatków uniepalniających powoduje podwyższenie temperatury, w której próbka rozkłada się całkowicie.

EN

In the paper, thermal analysis was presented of rubber samples made on a basis of rubbers: butadiene-styrene, nitryle and chloroprene. Analysis included derivatographic tests and differential scanning calorimetry in atmosphere of oxygen and nitrogen. On the basis of obtained results, individual stages were described of thermal decomposition of tested samples during their heating. On the basis of obtained for the rubber thermal decomposition results' analysis, it was confirmed, that a course of derivatographic curves depends on a kind of caoutchouc used for preparing the rubber and on a content of chemical compounds used as flameproofing agents. Rubber obtained on the base of styrene-butadiene rubber (sample A) does not contain flameproofing additives in its composition and it characterises with low-energetic, initial stage of thermal decomposition, however the next stages are associated with emission of large quantity of heat. Remaining samples are characterised by clear exothermic character of first stage of thermal decomposition, however second stage is usually low energetic, what is undoubtedly influenced by flameproofing additives incoming into their composition. Yet, in third stage of decomposition, an activity of flameproofing additives is weakened considerably, and this results in clearly exothermic character of this stage. On the basis of conducted tests, it can be stated that addition of flameproofing substances to rubber, which may easily undergo inflammation without use of them, caused lowering of thermal energy released in the second stage of thermal decomposition. Considerable extensions of range of temperatures were observed also for which decomposition of tested samples had taken place. In this case, it was the temperature close to 900°C. Similar conclusions may be withdrawn when analysing results of tests conducted with DSC technique. Recapitulating, one should state that in the case of tested materials clear influence of chemical composition of resins was confirmed (mainly flameproofing additives) onto a course of thermal decomposition. These additives cause decreasing of the thermal decomposition rate. Moreover, increase of content of flameproofing additives causes rise of temperature in which the sample decomposes entirely.

Słowa kluczowe

PL

taśma przenośnikowa; mieszanka gumowa; badanie derywatograficzne; kauczuk; analiza termiczna; górnictwo węgla kamiennego

EN

conveyors belt; rubber mixture; caoutchouc; thermal analysis; derivatographic test; hard coal mining

• Wydawca: Główny Instytut Górnictwa
• Czasopismo: Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa
• Rocznik: 2006
• Tom: nr 4
• Strony: 33--51
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz.

Twórcy

autor

Wachowicz J.

autor

Wypior K.

• Główny Instytut Górnictwa, Plac Gwarków 1, 40-166 Katowice, tel. [phone],

Bibliografia

• 1. Antoniak J. (2004): Przenośniki taśmowe Wprowadzenie do teorii i obliczenia. Gliwice, Wydaw. Politechniki Śląskiej.
• 2. Celina M., Wise J., Ottesen D.K., Gillen K.T., Clough R.L. (1998): Oxidation profile of thermally aged nitryle rubber. Polimer Degradation and Stability, Vol. 60, s. 493-504.
• 3. EEC Safety and Health Commission for the Mining and the other Extractive Industries. First Raport on tests and criteria of flammability of conveyor belting with fabric care used in mines of coal in EC countries. Luxembourg 1974.
• 4. Gładysiewicz L. (2003): Przenośniki taśmowe. Teoria i obliczenia. Wrocław, Oficyna Wydaw. Politechniki Wrocławskiej.
• 5. Hardygóra M., Wachowicz J., Czaplicka-Kolarz K., Markusik S. (1999): Taśmy przenośnikowe. Warszawa, WNT.
• 6. III Szkoła Analizy Termicznej SAT’02 (2002): Materiały konferencyjne. Zakopane 10-12 kwietnia, 2002. Kraków, AGH.
• 7. Kuo K.K. (2005): Principles of combustion. New Jersey, John Wiley & Sons.
• 8. Rudnik E., Dobkowski Z., Winiarska A. (1997): Analiza termiczna polimerów - nowe kierunki rozwoju i zastosowania. Polimery 42, nr 5, s. 327-330.
• 9. Szlezyngier W. (1998): Tworzywa sztuczne. Tom 2, wyd. 2 popr. i rozsz. Rzeszów.
• 10. Szlezyngier W. (1999): Tworzywa sztuczne. Tom 3, wyd. 1. Rzeszów.
• 11. Williams P.T., Besler S. (1995): Pyrolysis-thermogravimetric analysis of tyres and tyre omponents. Fuel Vol. 74, No. 9, s. 1277-1283.
• 12. Wypior K. (2006): Zjawisko samozagrzewania produktów ścierania górniczych taśm przenośnikowych aspekcie bezpieczeństwa pożarowego. Katowice, GIG (Praca doktorska).
• 13. http://pl.wikipedia.org
• 14. http://www.slownik-online.pl